采用ARM+Linux架构的基于CAN总线和MiniGUI的虚拟仪表设计

1、采用ARMM+Linnux架构构的基于CCAN总线线和MinniGUII的虚拟仪仪表设计当今发达国国家普遍使使用全数字字式汽车仪仪表,且绝绝大部分是是步进电动动机式汽车车仪表，并并准备向更更高方向发发展。由于于受到成本本的限制，目目前国内显显示汽车仪仪表只能选选用字段显显示方式的的显示屏，无无法选用显显示分辨率率更高的点点阵式显示示屏，因此此其视觉效效果和显示示精度还不不能令人满满意。ECCU性能不不断提高，抗抗强电磁干干扰、工作作温度范围围和对工作作电源稳定定性要求等等方面得到到较大的改改善，同时时价格大幅幅度降低，因因而目前有有条件在汽汽车仪表上上使用ECCU控制的的全数字仪仪表，国内内汽

2、车仪表表界一致看看好全数字字式汽车仪仪表1。随着现现代电子技技术的发展展，要求汽汽车仪表与与汽车上其其他装置交交换数据，即即要求接入入到汽车的的计算机系系统总线上上，因此本本文设计了了一个基于于嵌入式系系统、CAAN总线技技术和TFFT LCCD液晶显显示技术的的全数字式式汽车仪表表系统。11 系统软软硬件平台台的选择 本本文选取IIntell公司的PPXA2770为微处处理器,选选配MinniARMM270核核心板；664 MBB SDRRAM为系系统运行随随机存储器器；2566 MB NANDD Flaash程序序存储器；MCP22515 CAN控控制器负责责CAN报报文的接收收与发送;8

3、英寸66404480真彩彩TFT液液晶屏显示示GUI图图形界面；Linuux为嵌入入式操作系系统2。选用目目前较为流流行的嵌入入式GUII系统MiiniGUUI进行应应用程序界界面的编写写。运用ZZLG/BBOOT启启动Jfllashmmm、Fllash FXP软软件进行内内核的烧写写与移植。软件编制制调试完毕毕后，进行行操作系统统内核定制制，裁减出出最小操作作系统，并并将应用程程序与最小小系统在仿仿真环境下下进行联合合调试。虚虚拟仪表系系统结构如如图1所示示。 2 MiiniGUUI的程序序开发和移移植 将MiiniGUUI及应用用程序移植植到目标机机上需要经经历编写相相应的驱动动程序、交交

4、叉编译MMiniGGUI及应应用程序、安装MiiniGUUI到目标标系统、在在目标系统统上运行MMiniGGUI应用用程序等几几个步骤。 MiniiGUI程程序是建立立在MinniGUII和ANSSIC库之之上，所以以程序的编编写要按照照MiniiGUI的的程序框架架来定，并并通过调用用ANSIIC库以及及MiniiGUI自自身提供的的API函函数来实现现。MinniGUII程序的入入口点: int MiniiGUIMMain(int argcc,connst ccha rr * aargv ) 。其风风格类似于于Win332 ,也也是基于窗窗口、事件件驱动编程程。事件通通过消息机机制传递,当

5、事件发发生时，MMiniGGUI将事事件转换为为一个消息息，并将消消息发送到到MiniiGUI应应用程序的的消息队列列之中。窗窗口过程函函数是MiiniGUUI应用程程序必不可可少的函数数，用于接接收和处理理消息，是是一个回调调函数，由由MiniiGUI调调用，在应应用程序中中不能直接接调用，其其函数原型型如下：sstatiic innt WiindowwProcc (HWWND hhWnd, intt messsagee, WPPARAMM wPaaram,LPARRAM llParaam)。每每个MinniGUII应用程序序的初始界界面一般都都是MinniGUII主窗口，然然后在主窗窗口的

6、基础础上再建立立子窗口或或对话框等等。主窗口口使用CrreateeMainnWinddow函数数实现，在在这个函数数里可以设设置主窗口口的风格、大小、句句柄、标题题以及窗口口过程函数数等6，88-9。 本文有两两个显示界界面，分别别对应流程程图里面的的子程序11和子程序序2。应用用程序流程程图如图22所示。 本本文采用aarm-llinuxx-gccc-3.44.3交叉叉编译器对对驱动程序序和应用程程序进行编编译。安装装交叉编译译器步骤：将交叉编编译器安装装包armm-linnux-33.4.33.tarr.bz22复制到当当前目录下下，进行解解压安装并并指定安装装路径：#tar xjvff

7、armm-linnux-33.4.33.tarr.bz22 C /usrr/loccal/aarm。为为了便于使使用，安装装完毕后，通通常都将交交叉编译器器的路径添添加到系统统的搜索路路径中。这这样要编译译文件时就就很简单，不不用每次都都指定路径径，系统会会自动搜索索。在这里里介绍的一一种方法是是修改/eetc/pprofiile文件件：打开/etc/proffile文文件，在最最后一行添添加patthmunnge /usr/locaal/arrm/3.4.3/sbinn，保存退退出，在终终端输入执执行：#. Proofilee（“点+空格+文文件名”）。可通过在在终端输入入:armm-lin

8、nux-ggccvv 检验用用户编译器器版本。aarm-llinuxx-gccc编译出来来的程序，不不能在PCC机上运行行，必须下下载到ARRM系统中中才能运行行。 MinniGUII在Linnux系统统中有两种种运行模式式：fbccon（FFramee Bufffer Conssole）和和qvfbb（Qt Virttual Framme Buufferr）。fbbcon在在控制台下下运行，这这种模式下下不能开LLinuxx的X图形形界面。qqvfb则则是带帧缓缓冲的虚拟拟控制台，MMiniGGUI程序序在qvffb中运行行就像图形形界面下的的终端(TTermiinal)中运行命命令一样。通

9、过对ggal_eenginne赋值来来设置运行行模式。33 信号采采集电路 CCAN总线线的智能节节点一般由由主控制器器、CANN总线控制制器、CAAN总线驱驱动器以及及具体的功功能单元组组成。主控控制器用来来通过访问问CAN总总线控制器器来实现对对CAN总总线的访问问。CANN总线控制制器实现CCAN协议议的数据链链路层和物物理层功能能，对外具具有与主控控制器和总总线驱动器器的接口功功能。CAAN总线驱驱动器提供供CAN总总线控制器器与物理总总线之间的的接口。 本本文选用MMicroochipp公司生产产的MCPP25155作为CAAN总线控控制器。MMCP25515是一一款独立的的CAN协

10、协议控制器器，完全支支持CANN 2.00B技术规规范。MCCP25115与主控控制器的连连接是通过过标准串行行外设接口口SPI(Searrial Periipherral IInterrfacee)实现的的。主控制制器选择了了Micrrochiip公司的的PIC116F9113，该单单片机为高高性能的RRISC CPU,内部具有有4 KBB的可编程程可擦除的的Flassh存储器器、2566 B的RRAM、2256 BB的EEPPROM,带有标准准的SPII接口，也也能够方便便地和CAAN总线控控制器MCCP25115进行连连接。CAAN总线驱驱动器选择择Micrrochiip公司的的MCP2

11、2551，是是一个可容容错的高速速CAN器器件4,10。数据采集集用的CAAN总线接接口电路如如图3所示示。 4 CANN总线驱动动程序的方方案设计与与实现 设备备驱动程序序是介于硬硬件和Liinux内内核之间的的软件接口口，是一种种低级的、专用于某某一硬件的的软件组件件。设备驱驱动也可以以理解为操操作系统的的一部分，对对于一个特特定的硬件件设备来说说，其对应应的设备驱驱动程序是是不同的，比比如网卡、键盘、鼠鼠标、显卡卡、电位器器、电机等等。操作系系统本身没没有对各种种硬件设备备提供持久久不变的“驱动设备备”，没有有驱动，操操作系统就就控制不了了底层的设设备，对于于操作系统统来说，挂挂接的设备

12、备越多，需需要的设备备驱动程序序也越多。 在Linnux操作作系统中，把把所有外设设都当成文文件看待，使使用操作文文件的方法法来操作设设备，通过过驱动程序序，Linnux操作作系统才能能以文件夹夹的方式来来管理设备备。因此驱驱动程序的的编写开发发具有十分分重要的地地位。Liinux设设备驱动程程序运行在在Linuux内核空空间，是LLinuxx内核中联联系硬件设设备和应用用程序的桥桥梁。Liinux系系统硬件、设备驱动动和应用程程序的关系系如图4所所示7。 MMagiccARM2270实验验箱采用SSJA10000 CCAN控制制器扩展了了1路CAAN接口，SSJA10000是PPHILIIPS公司司经典的CCAN控制制器，支持持CAN 2.0 A、B协协议。结合合应用程序序、驱动程程序、内核核程序，CCAN驱动动流程图如如图5所示示。5 测试结结果与验证证 选取广州州致远电子子有限公司司生产的MMagicc ARMM270实实验箱进行行仿真22。通过过CAN总总线实现汽汽车上各种种信息的采采集和测量量，并将采采集的结果果送到ARRM进行处处理，最后后通过TFFT显示出出来，设置置CAN总总线传输速速度波特率率为1255 KB/s，图66所示为捕捕捉的一个个界